无线传感器网络优化路由树构造算法

针对无线传感器网络使用洪泛建立路由树时,传统的碰撞退避机制和路由树构造策略容易造成消息剧烈碰撞、路由容易瘫痪和建立非优化路由树等问题,提出了无线传感器网络优化路由树构造算法。算法定义路由有效期、父节点优先级队列,并结合跨层设计思想,修改MAC退避算法,提出交叉退避窗口策略,并经仿真实验证明能够有效地构造出较优的路由树。

应急情况下最少转发节点的传感器网络组播路由树算法

在抢险救灾等应急情况下,传感器网络的节点能量更为有限。为减少无用转发的能量消耗,利用无线信道的广播特性,根据广播子树删除思想,提出一种基于最短路由树、具有最少转发节点的组播路由树生成算法。对该算法进了证明和详细分析,并针对实际需要,给出使用范围更广泛的分布式实现方法。仿真分析说明,算法的分布式实现方法可减少ODMRP的转发节点数,大大降低数据发送次数,接收成员节点较多时尤为明显。最少转发节点的组播路由树的网络总开销最小,是延长网络生存时间的有效方法。

自组织网络中基于动态路由树的网内数据聚集算法

数据聚集是自组织网络(Ad-hoc network)中的一个重要的数据操作。一些用于无线传感器网络的数据聚集系统,通常在网络节点中构建一个路由树结构,用于传感器感知的数据向基站节点的路由和数据在网内节点上的处理。路由树结构是一种用于网内数据聚集的简单通用的算法,但这些数据聚集系统中的路由树结构并没有为数据聚集作优化。提出一种基于动态路由树的网内数据聚集算法,通过对路由数据的动态重构和维护,解决自组织网络的节点动态变动问题,和树结构为数据聚集操作优化的问题。性能分析表明,动态路由树的创建和维护只需多项式级别的节点间的消息传递,为自组织网络中的网内数据聚集实现执行路径的优化。

一种基于路由树的裁剪算法

多点广播技术已日益广泛应用到多媒体通信网络之中,多点广播路由策略是该项技术的关键部分。文章针对现有的多点广播路由策略存在的问题,提出了改进方法并给出了一种基于树型结构的冗余路由信息剪裁算法。

WSN中能量均衡的混合路由树算法

针对无线传感器网络中多跳通信路由导致的能量洞问题,提出基于环模型的混合路由树算法,创建最小代价混合路由树,使节点间采用单跳和多跳交替的混合路由通信方式,以此均衡网络耗能。仿真结果表明,该算法能有效解决能量洞问题,并最大限度地延长网络的生存时间。

基于贪婪算法的树形WSN低功耗路由算法

PEGASIS算法是无线传感器网络中的经典分簇算法,因其易于实现而被广泛应用,然而该算法通过单链进行数据传输的方式可能使单链上相邻节点距离过远,导致网络中部分节点能量消耗过快,进而缩短网络的生命周期。针对PEGASIS算法存在的问题,提出基于贪婪算法的树形WSN低功耗路由算法。通过贪婪算法使节点形成树,并在形成树时避开剩余能量过低的节点,形成树之后再将剩余能量过低的节点加入树;然后将树中距离树外节点最近的节点作为树的根,并将树根延伸到距离最近的节点,从而实现树的融合,直到所有树的根都延伸到基站,使整个网络形成从叶节点到基站的数据传输路径。仿真结果表明,该算法下网络的生命周期相较于PEGASIS算法延长了27.1%,该算法在网络生命周期和网络能耗均衡方面表现更好。

启发式构建软件定义网络的控制消息路由树算法

为了分析控制器位置和控制消息路由树对软件定义网络控制平面性能(如控制消息平均时延、控制消息路由树可靠性)的影响,建立相关数学模型,提出启发式的路由树搜索算法、最短路径算法和贪婪算法并对该模型进行优化.仿真结果显示,在相同的网络拓扑条件下,启发式路由树搜索算法能有效地在控制消息平均时延和控制消息路由树可靠性2个性能指标上取得均衡,其综合性能明显优于最短路径算法和贪婪算法.

无线传感器网络中PEGASIS协议的研究与改进

针对PEGASIS协议中通信时延长、节点与节点之间存在长链、网络维护代价大的缺点,该论文在分析和仿真PEGASIS协议的基础上提出一种改进协议PEGASIS-I(PEGASIS-Improved)。该协议将监测区域看成是以基站为中心的圆形区域,基站生成参数θ并将圆形区域分成2π/θ个子区域,子区域内节点与节点形成通信路由树,数据先从树叶传输至树根,再由树根发送至基站。MATLAB仿真表明:与PEGASIS协议相比PEGASIS-I协议有效降低了数据传输延迟58%、避免了长链、延长了网络生存时间198%。

基于拥塞控制的无线传感器网络数据汇集树生成算法

针对无线传感器网络数据汇集应用中,由于数据流量大,相邻路径之间容易发生串扰、信道竞争和冲突,造成拥塞问题,提出了基于拥塞控制的无线传感器网络数据汇集树生成算法(Data gather tree algorithm based on congestion control,DGT-CC).DGT-CC算法通过层次发现、邻居发现、启发式搜索和流量均衡策略构造一棵最短路径最小拥塞权值树.理论分析证明DGT-CC算法收敛,并能够构造一棵最短路径最小拥塞权值树,仿真实验表明DGT-CC算法在丢包率、网络吞吐量和时延方面都较普通的最短路径树具有更好的性能.

无线传感器网络中联合路由优化的高能效链路调度

链路调度技术是提高无线传感器网络数据传输可靠性的重要途径.传统的链路调度算法主要关注如何寻找无干扰传输条件下的最小调度帧,而忽视路径选择对链路调度的影响,会导致部分链路的干扰集过大,降低了时隙复用性.针对这一难题,系统分析了链路调度与路径选择及网络能耗的关系,提出联合路径优化的高能效链路调度模型.为加快求解速度,首先通过变量删减及模型转化,提出基于整数规划的最优路由树构建算法;进一步,根据整数规划求解的路由树与链路需求,提出基于最大干扰度优先的启发式链路调度算法.大量仿真实验验证了本文算法的有效性.

MR-MC无线传感器网络基于森林的数据收集研究

传感器网络的部署环境以及节点自身的限制,导致传感器节点很容易出现故障并且难以维护。在基于树的数据收集过程中,节点故障或者链路拥塞会造成较高的通信时延,甚至数据丢失。针对该问题提出以森林作为路由结构进行数据收集的策略。首先提出一个建立森林的算法,然后以多棵树作为路由结构进行数据收集。理论分析和实验结果表明,提出的方法可以有效减少数据收集过程中的数据丢失,在有25个故障节点的情况下,3棵树的森林路由结构收集的数据量与基于连通支配集的路由树收集的数据量相比多55%,并且能降低数据收集的延迟。

一种新的传感器网络能量有效路由算法

基于对LEACH、PEGASIS经典分簇算法的研究,提出一种基于分簇的传感器网络能量有效的路由算法NCEER。NCEER每隔20轮进行一次簇重构,簇内利用贪心算法形成短链,选取剩余能量最大者为簇首。然后,以基站为树根,各簇首节点根据跳数和能量级别建立层次路由树。最后,各簇首通过最优路径将采集到的数据发送到基站。该算法减少了簇重构的开销,建立了一条负载均衡的簇内路由、能量有效的簇间路由,减少了数据的传输时延。仿真结果表明,该算法的性能优于LEACH和PEGASIS。

一种能量高效的非均匀分簇算法

针对无线传感器网络中的能量消耗不均衡问题,提出一种能量高效的非均匀分簇算法——EUCA。算法采取基于节点剩余能量的簇首选举策略,簇首采用非均匀分簇的思想来构建大小不等的簇,在构建簇间路由树时,综合考虑了邻近簇首的剩余能量、簇成员数目、相对自身的距离和相对基站的距离,以此来均衡簇首能量损耗。仿真结果表明,该算法有效均衡了网络能量损耗,延长了网络的生存周期。

一种基于遗传算法的QoS组播路由算法

通过考虑组播通信服务质量需求与网络资源约束 ,研究了基于服务质量的组播路由选择算法问题 ,提出了一个基于遗传算法来构造满足QoS需求的组播路由树算法。通过仿真研究 ,证实了该算法的可行性、有效性及健壮性。同时 。

组播路由综合优化及其算法

路由优化是组播通信的一个关键问题 ,它的目标是降低路由费用 .论文中首次提出了组播路由费用综合优化的思想 ,即组播路由的网络费用和目的地费用同时得到优化 :优化网络费用以降低路由消耗的网络资源 ;优化目的地费用以减少源到目的地的平均时延 .并提出了一种组播路由费用综合优化算法 ,该算法的时间复杂性低 ,实现简单 ,还可以分布式实现 .

一种提高WiMax mesh网络吞吐量的方案

文章针对IEEE802.16标准未指定空间资源管理方案,提出一种提高WiMax mesh网络吞吐量的方案,包括接入过程中公平的路由树构建算法和调度过程中并发传输算法;对节点接入和集中调度过程进行仿真,比较了不同的路由树算法在并发传输算法下的性能。仿真结果显示,提出的路由树构建算法显著提高了端到端的吞吐量,验证了方案的有效性。

WSN中基于可信核心树的路由算法研究

介绍了一种适用于WSN网络的基于可信核心树的路由算法。该算法在局部范围内选取具有相对较高剩余能量和可信度的节点作为簇首节点,从而对整个网络进行分簇。然后通过一个最小能耗生成树算法将所有簇首节点组织成以Sink节点为根的可信核心树,进而对该树进行扩展,构建成覆盖全网的可信路由树。所有的数据沿着可信路由树上唯一的路径向Sink节点汇报。同时算法引入了可信模型,该模型通过检测网络中有数据包篡改、丢包、谎报等行为的恶意节点来评估节点的可信度。实验结果证明,该TCTR算法能有效减小能耗、平衡负载,从而延长网络生存时间,同时能有效识别与隔离恶意节点,从而提高路径安全度与网络安全度。

一种半径自适应成簇多跳传感器网络路由算法

针对低功耗自适应聚类路由算法LEACH随机选择簇头和簇头间单跳通信的缺陷,提出一种新的成簇路由算法——半径自适应成簇多跳路由算法RACMH.它将半径自适应成簇技术与多跳通信方式相结合,节点根据本地信息独立地决定成为簇头节点或成员节点;簇类覆盖的区域限制在一定半径范围内,所有簇头节点根据权重消息组织成一棵路由树,采用多跳通信方式向基站传输数据.仿真实验表明,与LEACH相比较,该算法能更有效地延长网络生命周期,节省网络能量消耗,实现网络负载平衡.

基于受限时延和时延抖动的最小代价组播树算法研究

随着高速分组交换网络和因特网的高速发展 ,越来越多的应用 (如视听电视会议、远程教学、资源发现、计算机协同工作等 )需要多媒体信息的传输和多点连接 ,这就需要研究如何构造有效组播通信树的问题。本文首先给出基于受限时延和时延抖动的最小代价组播树问题的网络模型及其数学描述 ,并确定寻求这样的受限树是NPC问题。然后提出一个启发式算法来求解该问题 ,并分析了算法的复杂度。最后 ,显示了目的地动态变化时 。

基于路由距离度量的WSN分层分簇路由协议

针对无线传感器网络(WSN)的可靠性和网络寿命问题,提出一种基于路由距离度量和能耗均衡的WSN分层分簇路由协议,利用提出的路由距离代替传统路由协议中的欧氏距离。首先,对网络进行分层,根据节点能耗和到基站的路由距离来选举各层的簇头(CH)节点,并构建分簇结构。然后,根据CH的剩余能量、距基站的路由距离和节点度来选择中继CH,最终构建一个路由树。最后,节点通过所构建的路由树来传递信息。实验结果表明,该协议能够构建最优的路由树,有效降低了节点能耗,延长了网络寿命。